[發(fā)明專利]一種基于調(diào)頻的自適應(yīng)磁懸浮減搖裝置及減搖控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810062714.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN108263568B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高素美;徐龍祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號(hào): B63B39/00
• 分類號(hào): B63B39/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種基于調(diào)頻的自適應(yīng)磁懸浮減搖裝置，包括控制器、功率放大器、傳感器(1)、減搖質(zhì)量塊(2)和電磁鐵定子(3)，所述自適應(yīng)磁懸浮減搖裝置安裝在船體(4)，其特征在于：所述船體(4)的兩側(cè)支架內(nèi)各安裝有一對(duì)電磁鐵定子(3)，每對(duì)電磁鐵定子(3)上下對(duì)稱設(shè)置，每對(duì)電磁鐵定子(3)之間有一個(gè)減搖質(zhì)量塊(2)，上方電磁鐵定子(3)的下方和下方電磁鐵定子(3)的上方均設(shè)置有傳感器(1)，所述傳感器(1)對(duì)準(zhǔn)減搖質(zhì)量塊(2)，所述電磁鐵定子(3)的繞組通過連接線接功率放大器，所述功率放大器接控制器，所述控制器接收傳感器(1)反饋的位置信號(hào)，所述控制器為參考值自適應(yīng)控制器，所述控制器包括自適應(yīng)控制調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)控制器和反饋調(diào)節(jié)器，所述反饋調(diào)節(jié)器接收傳感器(1)信號(hào)后反饋給自適應(yīng)控制調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)控制器，所述自適應(yīng)控制調(diào)節(jié)器根據(jù)參考值及反饋信號(hào)處理后反饋給反饋調(diào)節(jié)器，所述調(diào)節(jié)控制器根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)調(diào)節(jié)控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于調(diào)頻的自適應(yīng)磁懸浮減搖裝置，其特征在于：所述電磁鐵定子(3)通過墊片固定，所述墊片厚度分別為2mm或3mm或4mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于調(diào)頻的自適應(yīng)磁懸浮減搖裝置的減搖方法，其特征在于：

當(dāng)船體(4)受到逆時(shí)針的擾動(dòng)即逆時(shí)針橫搖時(shí)，慣性減搖質(zhì)量塊由于慣性作用，將保持其空間位置不變，因此左右慣性減搖質(zhì)量塊相對(duì)定子部分的位置改變，對(duì)定子部分即船體產(chǎn)生順時(shí)針力矩，同時(shí)，傳感器檢測(cè)到位置變化，將位置變化通過參考信號(hào)傳送給控制器，從而改變定子電流，繼而改變慣性減搖質(zhì)量塊的加速度，因慣性力

而故：

F＝-mω²x₀sinωt；

其中m為慣性減搖質(zhì)量塊質(zhì)量，ω為擾動(dòng)力頻率，x₀為慣性質(zhì)量塊初始位移,t為慣性減搖時(shí)間；

由上知當(dāng)慣性減搖質(zhì)量塊的加速度改變時(shí)，慣性力也將改變，從而產(chǎn)生順時(shí)針的力矩，減小船體(4)橫搖，使船體(4)保持平衡；

當(dāng)船體(4)受到順時(shí)針的擾動(dòng)即順時(shí)針橫搖時(shí)，慣性減搖質(zhì)量塊由于慣性作用，將保持其空間位置不變，因此左右慣性減搖質(zhì)量塊相對(duì)定子部分的位置改變，對(duì)定子部分即船體產(chǎn)生逆時(shí)針力矩，同時(shí)，傳感器檢測(cè)到位置變化，將位置變化通過參考信號(hào)傳送給控制器，從而改變定子電流，繼而改變慣性減搖質(zhì)量塊的加速度，因慣性力

而故：

F＝-mω²x₀sinωt；

由上知當(dāng)慣性減搖質(zhì)量塊的加速度改變時(shí)，慣性力也將改變，從而產(chǎn)生逆時(shí)針的力矩，減小船舶橫搖，使船舶保持平衡。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于調(diào)頻的自適應(yīng)磁懸浮減搖裝置的減搖方法，其特征在于：控制器控制過程中：

首先通過被控對(duì)象即自適應(yīng)磁懸浮減搖裝置的輸出y_p和參考值y_m比較，得到自適應(yīng)控制誤差e_m；

然后用自適應(yīng)控制誤差e_m驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)后的參數(shù)通過反饋調(diào)節(jié)器，改變調(diào)節(jié)控制器參數(shù)和調(diào)節(jié)控制器輸出u，使系統(tǒng)誤差減小；

最后使被控對(duì)象的實(shí)際輸出y_p達(dá)到期望輸出，其中海水頻率為系統(tǒng)參考輸入，即I_r，y_p為被控對(duì)象輸出，y_m為參考模型輸出，u為被控對(duì)象的控制輸入，e為系統(tǒng)誤差，e_m為自適應(yīng)控制誤差。